FR2522817A1 - Equipement de controle de cables-guides - Google Patents

Abstract

L'EQUIPEMENT DE CONTROLE DE CABLES-GUIDES EST PREVU POUR CONTROLER LES TENSIONS DANS LES CABLES QUI SERVENT DE GUIDES AUX CAGES OU BENNES DES PUITS D'EXTRACTION DES MINES SOUTERRAINES, MAIS PEUT AVOIR D'AUTRES APPLICATIONS. IL COMPREND UN CONDITIONNEUR DE SIGNAL 2, UN CIRCUIT DE MEMOIRE ANALOGIQUE 3, UN REDRESSEUR ET CIRCUIT DE DETERMINATION DE NIVEAUX D'ALARME ET DE COUPURE 8, UN REGISTRE NUMERIQUE 11, UN CAPTEUR D'EFFORT 1 ET D'UNE SOURCE D'ALIMENTATION. LE CONDITONNEUR 2 EST DESTINE A EXCITER LE PONT DE MESURE, A AMPLIFIER ET FILTRER LE SIGNAL EMIS PAR LE CAPTEUR 1. LA MEMOIRE 3 A POUR FONCTION DE REDRESSER LE SIGNAL DELIVRE PAR LE CONDITIONNEUR 2, PUIS DE COMPARER LE SIGNAL REDRESSE AVEC LES NIVEAUX DE SEUILS PREETABLIS POUR L'ALARME ET LA COUPURE ET DE MEMORISER LA VALEUR ABSOLUE MAXIMALE DE LA TENSION DELIVREE PAR LE CONDITIONNEUR 2. LE REGISTRE 11 EST CONCU POUR, AU MOYEN D'UN COMMUTATEUR 10, FAIRE LIRE INSTANTANEMENT LES EFFORTS. LE CAPTEUR RECUEILLE LES EFFORTS DE TENSION DU CABLE ET LES TRANSFORME EN IMPULSIONS ELECTRIQUES TRANSMISES, PAR LE CONDITIONNEUR 2, AU CIRCUIT DE MEMOIRE ANALOGIQUE 3, PUIS, PAR LE COMMUTATEUR 10, AU REGISTRE 11 POUR LA LECTURE.

Description

La présente invention concerne un équipement de contrôle de câbles-guides.

L'équipement se compose des éléments suivants:

1 Un conditionneur de signal.

2 Un circuit de mémoire analogique, de redressement et de

détermination de niveaux d'alarme et de coupure.

3 Un registre numérique.

4 Un capteur d'efforts.

Une source d'alimentation.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description

suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite

en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig 1 est le blocdiagramme de l'ensemble de l'équipement, la Fig 2 est le schéma du conditionneur de signal, la Fig 3 est le schéma du circuit de mémoire analogique, de redressement et de détermination des niveaux d'alarme et de coupure, la Fig 4 est le schéma du registre numérique, la Fig 5 est une vue en perspective, avec arrachement, d'un capteur d'efforts, la Fig 6 est une vue en plan d'une demi-couronne supérieure du capteur de là Fig 5, la Fig 7 est une vue en coupe d'un boulon du capteur de la Fig 5, la Fig 8 est une vue en coupe de la demi-couronne de la Fig. 6, suivant la ligne VIII-VIII, la Fig 9 est un schéma du pont de Wheatstone, la Fig 10 est un schéma d'un circuit de connexion, et

la Fig 11 est le schéma de la source d'alimentation.

Le schéma d'ensemble de l'équipement de contr 8 le de câbles-gui-

des est représenté à la Fig 1.

Son principe de fonctionnement est basé sur le fait de doter chacun des cfibles-guides d'un capteur d'efforts 1 qui est sensible

aux efforts de tension du câble, les transforme en impulsions élec-

triques qui sont transmises, à travers le conditionneur de signal 2, au circuit de mémoire analogique 3, puis de là au moyen d'un

commutateur 10 vers un registre numérique 11 pour lecture Le condi-

tionneur de signal 2 comporte un bloc d'excitation 4 et un bloc

d'amplification 5.

2 2522817

Le circuit de mémoire analogique 3 est doté de dispositifs d'alarme 6 et de coupure 7 réglables selon des seuils de tension préétablis, les dispositifs agissant respectivement en produisant un signal acoustique ou lumineux et la coupure de l'alimentation de l'installation, quand le seuil préétabli correspondant a été dépassé,

ces seuils étant contr 8 ôlés par des comparateurs 8.

Les signaux envoyés par le capteur 1 peuvent être regroupés sur un enregistrement graphique de fonctionnement continu prévu à la

sortie 9.

On va maintenant décrire chacun des éléments composant de

l'équipement de contr 8 le de câbles-guides.

1 Conditionneur de signal Le conditionneur de signal et le circuit chargé d'exciter le

pont de mesure, d'amplifier et de filtrer le signal.

Le schéma du circuit est représenté par la Fig 2.

Le circuit d'excitation est composé du circuit intégré CI-4, du diviseur à résistance R 16, R 17 et R 18, des transistors TR 1 et TR 2, et

des résistances limiteuses R 19, R 20, R 21 et R 22 Les sorties d'excita-

tion Ex + et Ex s'appliquent directement au pont de mesure.

Le circuit d'amplification et de filtrage est constitué des

circuits intégrés CI-1, CI-2 et CI-3 avec leurs résistances annexes.

Le signal obtenu du pont de mesure s'applique aux entrées e (entrée inverseuse) et e+ (entrée non inverseuse) Ce montage correspond à un étage d'application d'entrées symétriques dont le gain dépend des relations suivantes: Premier étage (CI-1 et CI-2): Gain différentiel = 1 + 2 R 42 (R 4 = R 5)

R 1 + R 2

Second étage ( 1/2 CI-3) Gain = R 710 R 6 9 (R 9 = R 10)

R 7 + R 6 R 8

Le gain du premier étage est réglable au moyen de R 2.

La résistance ajustable R 6 s'utilise pour obtenir la symétrie

de gain entre les deux branches de l'amplificateur différentiel.

L'étage de filtrage constitué par C 1, C 2, l'autre amplifica-

teur opérationnel %CI-3 et ses résistances annexes, est disposé de telle manière qu'on peut faire varier la fréquence de coupure en

changeant les valeurs de Cl et C 2.

Pour obtenir un filtre avec une structure du type BUTTERWORTH

du second ordre ( 40 d B/décade), on peut employer les formules simpli-

fiées suivantes pour ce calcul: Cl = 22,5 microfarads f

5

C 2 = microfarads, avec fc = fréquence de coupure en Hz fc c Pour une fréquence de coupure fc = 1 k Hz, suffisante pour le contrôle du câbleguide, on obtient:

Cl = 22 nanofarads et C 2 = 4,7 nanofarads.

REGLAGES

Dans cette partie, on ne mentionnera ni les réglages d'équili-

brage par R 23, ni de gain par R 2, qui forment déjà une partie de

l'ensemble capteur conditionneur.

Le réglage du décalage des deux amplificateurs opérationnels

CI-3 n'ont pas d'importance sur le fonctionnement normal du condition-

neur Si on désire le réaliser, on doit inclure les potentiomètres R 24 et R 25 Le réglage se réalisera en ouvrant les ponts Jl et J 2, et en mettant les extrémités de R 6 et R 8 à la masse, en réglant d'abord

R 24 jusqu'à o;btenir zéro volt à la sortie de l'amplificateur opéra-

tionnel CI-3 (borne 12) On va régler R 24 pour obtenir de la même

façon zéro volt à la sortie de signal.

Avec le potentiomètre R 2, à moitié de sa course, on met e+ et e à la masse et on règle R 3 jusqu'à obtenir la même tension aux sorties de CI-1 et CI-2 (mesurés sur les points Jl et J 2) Ensuite, pour régler R 6 (symétrie), on court-circuite les ponts Jl et J 2, on met e à la masse et, avec une source d'alimentation stabilisée avec un atténuateur, on applique à e+ une tension entre 10 et 30 m V, en mesurant la tension à la sortie S On invertit e avec e+ et on règle R 6 pour obtenir la même tension, de signe contraire On répète

l'opération, jusqu'à ce que cela soit vérifié.

tous les réglages doivent être réalisés une heure après la mise

sous tension du circuit.

Pour les mesures de tension, il convient d'employer au moins un

appareil de mesure universel numérique à 3 X chiffres.

On doit vérifier que la tension d'excitation est correcte, c'est à dire trouver plus ou moins 10 V, mesurés entre la masse et Ex+, d'une part, et la masse et Ex-, d'autre part, ou bien 20 V entre

Ex+ et Ex-.

Les références des composants qui senté à la Fig 2 sont les suivantes:

R 1 Résist.

R 2 Pot ajust.

R 3 Pot ajust.

R 4 Resist.

R 5 Résist.

R 6 Pot ajust.

R 7 Résist.

R 8 Résist.

R 9 Résist.

Rl O Résist.

Rll Résist.

R 12 Résist.

R 13 Résist.

R 14 Résist.

R 15 Résist.

R 16 Résist.

R 17 Résist.

R 18 Résist.

R 19 Résist.

R 20 Résist.

R 21 Résist.

R 22 Résist.

R 23 Pot ajust.

Cl C 2

CI-1 Ampli Op.

CI-2 Ampli Op.

CI-3 Ampli Op.

CI-4 Ampli Op.

constituent le circuit repré-

500 ohms, 1/4 W, 1 % Kilohms, 17 tours kilohms, 17 tours kilohms, 1/4 W, 1 % kilohms, 1/4 W, 1 % Kilohms, 17 tours 12 kilohms, 1/4 W, 1 % kilohms, 1/4 W, 1 % 300 Kilohms, 1/4 W, 1 % 300 Kilohms, 1/4 W, 1 % Kilohms, 1/4 W, 1 % kilohms, 1/4 W, 1 % Kilohms, 1/4 W, 1 % 6,8 kilohms, 1/4 W, 1 % 46 Kilohms, 1/4 W, 1 % kilohms, 1/4 W, 1 % kilohms, 1/4 W, 1 % kilohms, 1/4 W, 1 % 3,3 kilohms, 1/4 W, 5 % 3,3 kilohms, 1/4 W, 5 % ohms, 1/4 W, 5 % ohms, 1/4 W, 5 % kilohms, 17 tours 22 n F 4 n F p A 741 y A 741 u A 747 p A 747 2 Circuit de mémoire analogique, redresseur, seuils d'alarme et de coupure Ce circuit, représenté à la Fig 3, a les fonctions suivantes: Redresser le signal obtenu à la sortie du conditionneur de signal. Comparer le signal redressé avec les niveaux de seuil établis

pour l'alarme et la coupure.

Mémoriser la valeur maximale de la valeur absolue de la tension délivrée par le conditionneur. La première fonction est réalisée dans le circuit formé par

deux amplificateurs opérationnels intégrés CI-1, formant un redres-

seur de précision en double alternance au moyen des diodes Dl et D 2 et des résistances annexes Le signal de sortie de ce circuit est la

valeur absolue du signal d'entrée, avec un gain unité.

-Les comparateurs de niveau sont constitués par le circuit CI-2, les valeurs de déclenchement s'ajustant avec les potentiomètre R 8, pour la coupure, et R 9, pour l'alarme Les résistances Rll et R 10 et les diodes D 3 et D 4 servent à adapter les niveaux de sortie des comparateurs aux circuits intégrés logiques à technologie CMOS du

circuit d'enregistrement.

Le circuit de mémoire analogique est constitué des éléments suivants:

Le comparateur CI-3.

L'horloge C 1-4, avec inhibition.

Le compteur numérique CI-5.

Le convertisseur numérique/analogique CI-7 et CI-3.

La source de référence CI-6.

La valeur maximale de la tension est retenue numériquement dans le compteur CI-5 et convertie à sa valeur analogique au moyen du

convertisseur numérique/analogique.

Pendant son fonctionnement normal, la tension présente à la sortie S du CI-3 est comparée au moyen de l'autre amplificateur opérationnel CI-3 Si cette tension de sortie est supérieure à celle que délivre le redresseur, l'horloge est inhibée (borne 9) et la valeur présente en S est maintenue Dans le cas contraire, le comparateur fait passer sa sortie à saturation en permettant aux impulsions d'horloge d'être appliquées au compteur jusqu'à ce que la

tension de sortie soit égale à la tension redressée.

L'horloge est constituée de deux portes NON-ET de CI-4 (CMOS à V) formant un bistable dont la sortie peut être inhibée quand apparatt sur la borne 9 une tension supérieure à 15 V Le compteur numérique CMOS 15 V CI-5 est de douze bits, dont on utilise les huits bits de poids les plus significatifs, et qui peut être mis à zéro en

appliquant 15 V sur la borne 11.

Le convertisseur numérique/analogique est formé du circuit CI-7, la source de références de 10 V CI-6 et le convertisseur courant/tension CI- 3.

VERIFICATIONS

Avant de mettre sous tension, il convient de vérifier que le

potentiomètre R 22 présente sa résistance maximale.

On alimente le circuit à plus ou moins 15 V et on vérifie que la tension de référence, à la sortie S de CI-3, est de 10 V On vérifie de la même façon que le fonctionnement de l'horloge est correcte en visualisant avec un oscilloscope le signal présent à la borne 8 de CI-4; ce signal doit être une onde rectangulaire de 15 V

d'amplitude et d'une fréquence de l'ordre de 100 k Hz.

Si on dispose d'un générateur basse fréquence, on peut vérifier le redresseur de précision en appliquant un signal rectangulaire de 1 k Hz à l'entrée E et en visualisant avec un oscilloscope le signal de

sortie qui doit être un signal à courant continu, sans ondulation.

REGLAGES

Les réglages des seuils d'alarme et de coupure sont effectués

en réglant l'ensemble R 8 et R 9.

Pour le reste des réglages, on doit disposer d'une source

d'alimentation variable et d'un appareil de mesure universel numéri-

que. On applique à l'entrée E un signal continu de 10 V On actionne la remise à zéro On ajuste avec précaution R 22 jusqu'à obtenir 10 V

à la sortie S Pendant ce réglage, on répète la remise à zéro.

Ensuite, on abaisse la tension d'entrée jusqu'à 5 V On vérifie que la tension de sortie reste à 10 V, on actionne la remise à zéro et on observe que la sortie est abaissée à 5 V. L'entrée étant mise à la masse, on maintient la remise à zéro et on règle en même temps R 23 pour obtenir une tension de sortie de + m V Ensuite, on régle R 7 jusqu'à obtenir à la sortie du redresseur de précision 5 m V Ces réglages doivent être réalisés de cette manière afin de retarder le comptage en CI-5, puisque sans cela, on

compterait plus d'impulsions que le nombre correct, ce qui augnen-

terait considérablement l'erreur de lecture.

Les références des composants constituant le circuit de la Fig. 3 sont les suivantes: Rl Résist 15 kilohms 1/4 W 1 % R 2 Résist 15 kilohms 1/4 W 1 % R 3 Résist 15 kilohms 1/4 W 1 % R 4 Résist 15 kilohms 1/4 W 1 % R 5 et R 6 Résist -15 kilohms 1/4 W 1 % R 7 Pot ajust 10 kilohms 17 volts R 8 Pot ajust 50 kilohms 17 volts R 9 Pot ajust 50 kilohms 17 volts R 10 Résist 10 kilohms 1/4 W 5 % Rll Résist 10 kilohms 1/4 W 5 % R 13 Résist 10 Kilohms 1/4 W 5 % R 14 Résist 3,6 kilohms 1/4 W 1 % R 15 Résist 3,6 kilohms 1/4 W 1 % R 16 Résist 10 kilohms 1/4 W 5 % R 17 Résist 1,6 kilohms 1/4 W 1 % R 18 Résist 15 kilohms 1/4 W 1 % R 19 Résist 12 kilohms 1/4 W 1 % R 20 Résist 5 kilohms 1/4 W 1 % R 21 Résist 5 kilohms 1/4 W 1 % R 22 Pot ajust 10 kilohms 17 volts R 23 Pot ajust 10 K 17 volts R 24 Résist 10 kilohms -114 W 5 % ci C 2 C 3 C 4 c 5 C 6 Dl D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 Condens. Condens. Condens. Condens. Condens. Condens. Diode Diode Diode Diode Diode Diode 1 kilohm 1 kilohm kilohms kilohms kilohms Kilohms signal signal signal signal signal Zener

BZX 79-C 5 V 6

D 7 Diode Zener BZY 88-C 5 Vl D 8 Diode Zener 6,2 Volt CI-1 Ampl opé j A 747 CI-2 Ampl Opé p A 747 CI-3 Ampl opé p A 747 CI-4 Circ int CD 4011 CI5 Circ int CD 4040

CI-6 Ampl opé p A 74.

CI-7 Circ int DAC 08

3 REGISTRE NUMERIQUE

Le circuit de ce registre numérique est représenté à la Fig 4.

Ce circuit est réalisé en technologie CMOS 15 V et est divisé en deux parties essentielles: alarme et coupure La seconde partie est constituée d'une porte OU CI-3 à huit entrées, en logique négative, dont la sortie est reliée à un relais RL 1 à contacts de travail, par un transistor TRI 1 d'amplification Quel que soit le

signal de coupure d'un des capteurs, le relais RL 1 est actionné.

Le circuit d'alarme est constitué par le reste du circuit de la Fig 4 CI1 et CI-2 constituent huit portes inverseuses CI-4, CI-5, CI-6 et CI-7 sont des double registres C-D dont le but est de mémoriser ou de retenir l'information du capteur qui a produit l'alarme. CI-8 et RL 2 sont montés et fonctionnent de la même façon que

CI-3 et RL 1.

CI-9 et CI-10 constituent huit portes inverseuses avec amplifi-

cations de courant à la sortie pour l'envoi d'informations à huit

diodes électroluminescentes, en limitant le courant par les ré-

sistances R 5 à R 12.

Quand apparaît un signal d'alarme sur l'une quelconque des entrées, le relais de sortie ferme ses contacts en même temps que la diode électroluminescente correspondant au capteur s'allumera Ce signal sera maintenu jusqu'à être réarmé au moyen de l'entrée de

remise à zéro mise à la masse.

Dans ce circuit, la sortie du relais d'alarme porte la réfé-

rence 12, la sortie du relais de coupure la référence 13 et l'entrée

de remise à zéro la référence 14.

VERIFICATIONS

La partie de coupure peut être vérifiée facilement en mettant toutes les entrées de CI-3 moi'is une à 15 V, en connectant cette dernière à cette même tension, mais à travers une résistance de 10 kilohms Ensuite, on connecte cette dernière borne à la masse et on

observe que le relais R Ll s'excite.

Pour la partie circuit d'alarme, on réalise la même opération, avec la réserve que le relais reste verrouillé et que s'allume la diode LED correspondant à l'entrée mise à la masse jusqu'à ce que l'on connecte l'entrée de remise à zéro à la masse ce qui réarme ou

désexcite le relais RL 2.

Les références des composants du circuit de la Fig 4 sont les suivantes: CI-1 CI-2 CI-3 CI-4 CI-5 CI-6 CI-7 CI-8 CI-9 CI-10 Circuit Circuit Circuit Circuit Circuit Circuit Circuit Circuit Circuit Circuit intégré intégré intégré intégré intégré intégré intégré intégré intégré intégré

CD 4069

CD 4069

CD 4068

CD 4013

CD 4013

CD 4013

CD 4013

CD 4068

CD 4049

CD 4049

Diode IN 4148 Diode IN 4148 Transistor SC Transistor SC Rel 12 V, 40 Rel 12 V, 40 Resist. Resist. Resist. Résist. Résist. Résist. m A, m A,

OMRON G 2 V-2

OMRON G 2 V-2

39 Kilohms, 1/4 W, 5 % 68 ohms, 1/2 W, 5 % 39 Kilohms, 1/4 W, 5 % 68 ohms, 1/2 W, 5 % 1 kilohm, 1/2 W, 5 % 1 Kilohm, 1/2 W, 5 % D 1 D 2 TR 1 TR 2 RL 1 RL-2 R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 Résist 1 Kilohm, 1/2 W, 5 % R 8 Résist 1 Kilohm, 1/2 W, 1 % R 9 Résist 1 Kilohm, 1/2 W, 5 % R 10 O Résist 1 Kilohm, 1/2 W, 5 % Rhl Résist 1 Kilohm, 1/2 W, 5 % R 12 Résist 1 Kilohm, 1/2 W, 5 % R 13 Résist 10 Kilohms, 1/4 W, 5 % 4 Capteur d'efforts Le capteur d'effort est l'élément sensible aux tensions du câble logé entre la pièce supérieure d'une rotule et la machotre du câble-guide. Les éléments sensibles à la compression sont quatre boulons cylindriques 15 filetés dans leur partie inférieure et semi sphérique dans leur partie supérieure, auxquels viennent s'appuyer deux jauges extensométriques formant avec les quatre boulons un double pont de Wheastone. A la Fig 5, on peut voir que l'ensemble est formé de deux demi-couronnes supérieures 16, deux demi-couronnes inférieures 17

séparées par- les quatre boulons 15, plus des chapeaux de protection.

Le capteur comprend le conditionneur de signal fixé au demi-chapeau

inférieur par des vis et des séparateurs.

Les deux semi-chapeaux inférieurs 17 sont fixés par six tiges,

non représentées, qui y sont vissées, tout en passant dans la rotule.

Les deux demi-chapeaux supérieurs sont fixés aux mlchoires par six autres tiges, non représentées, qui y sont fixées en passant dans ces demichapeaux. A la Fig 6, on a montré un des demi-chapeaux supérieurs sur lesquels on voit les orifices 18 pour la fixation au moyen des tiges

mentionnées ci-dessus.

A la Fig 7, on a montré la forme des boulons 15 tandis qu'à la Fig 8, on a montré une vue en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la

Fig 6.

Au montage, on prend soin que les moitiées supérieures et inférieures restent respectivement croisées par rapport aux moitiés

des mâchoires et de la rotule.

Les vis utilisées pour la fixation du circuit imprimé du conditionneur de signal sont de 3 mm environ, des vis du type N 3

pouvant être utilisées, avec une longueur approximative de 10 mm.

Une perspective schématique de l'ensemble est représentée à la Fig 5 Les plaques protectrices semi-cylindriques, non représentées, se fixent uniquement sur la partie inférieure avec des vis de type Allen M 3 ou M 4 Il est préférable de caler avec de la gomme afin d'éviter l'entrée de poussières De même, il est préférable de recouvrir l'ensemble, une fois installé, d'un vernis protecteur; pour ceci, on peut employer les vernis commerciaux pulvérisables utilisés

pour la protection des plaques de circuits électroniques.

CHOIX ET MONTAGE DES JAUGES EXTENSIOMETRIQUES

Les boulons subissant la tension du câble fonctionnent selon le

principe de la déformation élastique Dans le cas d'une pièce cylin-

drique soumise à compression, les déformations sont déterminées de la façon suivante: Déformation axiale = 2 ED ED 4 u F Déformation radiale = 4

W ED 2

avec F Force de compression D Diamètre du boulon E Module d'élasticité

u Module de Poisson.

Les déformations axiales peuvent se mesurer à l'aide d'une jauge extensométrique placée dans le sens axial et les déformations radiales peuvent se mesurer à l'aide d'une jauge extensiométrique placée dans le sens radial De cette façon, on peut former un pont de Weaston resistif dont la sortie, en volts, est: V 2 Vex K ( 1 F

7 < ED 2

avec Vs tension de sortie V tension d'excitation ex

K facteur de jauge.

Dans notre cas, il y a deux jauges montées sur chacun des boulons, une axiale et l'autre radiale, l'ensemble formant un pont de

Weaston complet avec deux résistances sur chaque branche Les con-

nexions entre les jauges sont représentées à la Fig 9 Avec ce montage, on obtient que la tension de sortie soit proportionnelle à la force de compression, même lorsque les boulons ne subissent pas la

même pression.

Dans notre cas, on doit employer soit les jauges EA-06-125 BF -

350, soit les jauges EA-06-250 BF 350.

Leur résistance nomimale est de 350 ohms et le facteur de jauge

est approximativement de 2 Elles sont construites en fil de constan-

tan sur un support de polyamide L'adhésif recommandé pour cette

application est le M-BOND 600, composé d'un adhésif plus un cataly-

seur. A la Fig 10, on montre la disposition du pont de mesure et sa liaison au conditionneur de signal Les numéros représentent le

boulon etele signe la disposition radiale ou axiale.

SOURCE D'ALIMENTATION

La source d'alimentation fournit une tension stabilisée de + ou 15 V et 5 V pour l'alimentation de toute la partie électronique,

avec une intensité allant jusqu'à 1 A qui est suffisante pour alimen-

ter huit modules.

Dans le schéma électronique de la Fig 11, la tension stabili-

sée s'obtient au moyen de CI-1, CI-2 et CI-3.

Pour obtenir une symétrie entre les tensions, on a monté Pl et R 1 sur la branche positive En réglant R 1, on peut obtenir une

symétrie entre des tensions positives et négatives.

Les composants di C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 -rads, 16 V C 8 C 9 CI-1 CI2 CI-3 u circuit de la Fig 1 Cond électrique Cond électrique Cond électrique Cond électrique Cond polyester Cond polyester Cond électrolytique Cond électrolytique Cond Polyester Stabilisateur 7815 Stabilisateur 7915 1 sont les suivants: 1000 microfarads, 25 V 1000 microfarads, 25 V 470 microfarads, 16 V 470 microfarads, 16 V

47 K, 50 V

47 K, 50 V

470 microfa-

microfarads, 10 V (en châssis séparé)

47 K, 50 V

Stabilisateur 7805 (en châssis séparé) Pl Pot rég 100 ohms, 17 tours El Résist 10 Kilohms, 1/2 W, 5 % PR Pont redresseur BY 164 Tr Transf tor 220/15 + 15 V, 30 V A. 6 Réglages globaux de l'ensemble Les réglages globaux sont qui correspondent au montage complet en fonctionnement:

Gain du contionneur.

Zéro du pont de mesure.

Niveau de différence entre alarme et coupure.

Les deux premiers réglages se réalisent sur le circuit condi-

tionneur de signal Pour le réaliser, on doit disposer d'une presse

hydraulique calibrée et ayant la possibilité de conserver une pres-

sion donnée.

La première étape consiste à faire le réglage de l'équilibre.

Pour cela, on doit préalablement mettre R 2 en position moyenne et régler R 23 pour obtenir zéro volt à la sortie S du conditionneur Ce

préréglage doit se faire sans application de pression.

Ensuite, on le soumet à une pression correspondant au poids du câble, plus un contrepoids équivalents 12 tonnes On règle R 2 jusqu'à

obtenir un signal de sortie de 12 V, c'est à dire 1 V par tonne.

On maintient cette dernière pression et on règle R 23 jusqu'à obtenir zéro volt à la sortie On augmente la pression jusqu'à 14 tonnes et on vérifie que le signal de sortie est de 2 V On abaisse à 10 tonnes et on vérifie que le signal de sortie est de 2 V Si on obtient ce résultat, le réglage est correct Si il y a un phénomène d'hystérésis au passage à 12 tonnes, on vérifie que le mécanisme est correcte et que les boulons reposent bien sur la et ne subissent pas

de flexion.

* Si le réglage est bien réalisé, comme mentionné ci-dessus, la mesure peut être plus sensible en augmentant le gain jusqu'à 2 V par tonne Pour cela, on règle le zéro à 12 tonne; on augmente la pression à 14 tonnes et on règle R 2 jusqu'à obtenir + 4 V; on baisse la pression à 10 tonnes et on mesure 4 V à la sortie On vérifie, de la même façon, qu'au passage à 12 tonnes, la tension de sortie est

de zéro volt.

Pour ces réglages, on doit alimenter le circuit à plus ou moins a V, avec mise de la masse à terre pour éviter le bruit pendant la

mesure que l'on doit faire avec un voltmètre numérique.

Les réglages des niveaux d'alarme et de coupure peuvent être

réalisés en reliant le circuit, qui contient ces réglages, au cap-

teur, plus le conditionneur, ou à l'aide d'une source de tension stabilisée et régulée Si on opte pour le premier mode, on suppose un niveau d'alarme de plus ou moins 1 tonne et un niveau de coupure de plus ou moins 2 tonnes, on doit maintenir la pression à 12 tonnes, l'augmenter ensuite à 13 tonnes et régler R 9, Fig 3, jusqu'à ce que la sortie SA passe à + 14 V; on vérifie que le passage à 11 tonnes revient à sauter à ce niveau Pour le réglage du niveau de coupure,

on répète la même opération avec R 2 en passant par 14 et 10 tonnes.

Si l'on désire d'autres seuils de différence, on règle de la

même façon.

En utilisant la source de tension, on applique à l'entrée plus ou moins 2 V pour l'alarme et plus ou moins 4 V pour la coupure, ou d'autres tensions données, en faisant les mêmes opérations que dans

le cas de précédent.

On doit tenir compte du fait que 12 tonnes correspondent à zéro

volt.

7 Montage

L'installation la meilleure sera réalisée sous une baie métal-

lique o 'seront logées les cartes du registre et les mémoires

analogiques, plus la source d'alimentation.

Les câbles de connexion au capteur seront réalisés torsadés à

quatre fils pour le signal.

La baie doit être mise à la terre.

t 2522817

Claims (7)

REVENDICATIONS

1) Equipement de contr 8 le de c 1 fbles-guides qui est spécialement prévu pour contr 8 ler les tensions supportées dans les câbles qui servent de guides aux cages ou bennes des puits d'extraction des

mines souterraines, et étant de la même façon susceptible de s'appli-

quer aux mesures de efforts d'un câble quelconque fixe soumis à une traction, caractérisé en ce qu'il comprend un conditionneur de signal ( 2) , un circuit de mémoire analogique ( 3), un redresseur et circuit de détermination de niveaux d'alarme et de coupure, un registre

numérique ( 11), un capteur d'effort ( 1) et d'une source d'alimenta-

tion, le conditionneur de signal ( 2) étant destiné à exciter le pont de mesure, à amplifier et filtrer le signal émis par le capteur d'effort ( 1) , la mémoire analogique ayant pour fonction de redresser le signal délivré par le conditionneur, puis de comparer le signal redressé avec les niveaux de seuils préétablis pour l'alarme et la coupure et pour mémoriser la valeur absolue maximale de la tension délivrée par le conditionneur, le registre numérique étant conçu pour qu'au moyen d'un commutateur soient lus instantanément les efforts auxquels sont soumis les câbles et qui sont transmis par les capteurs qui y sont couplés, le capteur d'effort dont est doté le câble-guide recueillant les efforts de tension de ce câble et les transformant en impulsions électriques transmises, à travers le conditionneur de signal, au circuit de mémoire analogique, puis de là, au moyen dudit

commutateur, au registre numérique pour la lecture.

2) Equipement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que

le circuit d'excitation du conditionneur de signal est, de préféren-

ce, principalement composé d'un circuit intégré, d'un diviseur résis-

tif, de deux transistors et de quatre résistances limiteuses, et en ce que le circuit d'amplification et de filtrage dudit conditionneur est formé principalement et de préférence de trois circuits intégrés

avec leurs résistances annexes correspondantes.

3) Equipement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de mémoire analogique avec son redresseur et son circuit de détermination de niveaux d'alarme et de coupure ont pour objet de redresser le signal obtenu à la sortie du conditionneur, de comparer le signal redressé avec les niveaux de seuils préétablis d'alarme et de coupure, et de mémoriser la valeur maximale de la valeur absolue

de la tension délivrée par le conditionneur de façon que le redresse-

ment du signal soit rélisé au moyen de deux amplificateurs opération-

nels intégrés formant un redresseur double alternance au moyen de diodes et de résistances annexes, la comparaison des niveaux du signal redressé se réalisant au moyen des comparateurs respectifs constitués chacun par un circuit intégré tel que les réglages des valeurs de différences soient effectués avec deux potentiomètres, le circuit de comparaison avec les résistances et les diodes servant à adapter les niveaux de sortie des comparateurs à la technologie CMOS du circuit du registre, le circuit de mémoire analogique, proprement dit, se composant d'un comparateur, d'une horloge à inhibition formée de deux portes NON-ET et d'un circuit intégré formant un circuit bistable, d'un compteur numérique de douze bits, d'un convertisseur numérique-analogique formé d'un circuit intégré, d'un convertisseur intensité-tension, et d'une source de référence formée par un autre

circuit intégré.

4) Equipement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que

le registre numérique est divisé en deux parties ou circuits fondamen-

taux, le second étant constitué d'une porte OU à huit entrées dont la sortie est connectée à un relais (RLI) à contacts de travail, le circuit d'alarme étant formé par six circuits intégrés dont deux

constituent huit portes inverseuses et les quatre autres étant desti-

nés à mémoriser ou retenir l'information du capteur qui a produit

l'alarme, avec un relais et des résistances limiteuses.

5) Equipement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur d'effort constitue l'élément sensible aux tensions du câble logé entre une pièce supérieure de la roture et la machotre du

câble-guide, les éléments sensibles à la pression étant quatre bou-

lons cylindriques vissés dans la partie inférieure et semi-sphériques

à la partie supérieure, auxquels s'appuient deux jauges extensomé-

triques formant avec les quatre boulons un double pont de Wheastone,

les boulons constituant des moyens séparateurs pour deux demi-couron-

nes ou demi-chapeaux supérieurs et deux demi-couronnes ou demi-cha-

peaux inférieurs, les demi-chapeaux inférieurs étant fixés au moyen de tiges à la pièce de la rotule alors que les demi-chapeaux

supérieurs sont fixés aux macho 1 res également au moyen de tiges.

6) Equipement suivant une des revendications 1 à 5, caractérisé

en ce que les jauges extensiométriques sont destionées à recueillir la mesure des efforts sur les capteurs, qui sont fixés aux boulons, formant des paires, dont l'une axiale et l'autre radiale, pour former l'ensemble dudit double pont de Wheastone, la tension de sortie étant donc proportionnelle à la force de pression, même lorsque les boulons

ne subissent pas des pressions égales.

7) Equipement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que

la source d'alimentation délivre une tension stabilisée pour alimen-

ter toute l'électronique, en délivrant une intensité suffisante pour

alimenter huit modules ou plus.